Il colore blu ha un ruolo importante nell'ambito della fisica essendo presente nello spettro della luce.
Per prima cosa si deve definire la luce solare, la quale è composta da una lunghezza d'onda variabile da 380 nm ai 780 nm e comprende quindi le onde elettromagnetiche che riguardano la porzione del visibile dello spettro.
In particolare cercherò di rispondere alla seguente domanda: perché il cielo è blu?
La risposta risiede nel cosiddetto scattering di Rayleigh, fenomeno che consiste nella diffusione (senza perdita di energia) di un'onda luminosa ed è provocato da particelle piccole rispetto alla lunghezza d'onda (designata dalla lettera greca lambda, λ) della radiazione incidente.
Il fenomeno avviene quando la luce attraversa un mezzo sostanzialmente trasparente, soprattutto gas e liquidi In particolare avviene per le radiazioni che hanno una più bassa energia dell'intensità di legame dell'elettrone con l'atomo, questa condizione fa in modo che l'energia dei fotoni dei raggi incidenti non cambia. Poiché la diffusione è elastica, la radiazione diffusa ha la stessa frequenza e lunghezza d'onda e quindi la stessa energia di quella incidente.
Il motivo principale per cui il cielo appare di colore azzurro è quindi lo scattering di Rayleigh della lunghezza d'onda corrispondente al blu dello spettro della luce solare da parte delle molecole dell'aria.
L'elevata dipendenza della diffusione dall'inverso della lunghezza d'onda (in particolare dalla quarta potenza), implica che la luce blu viene diffusa molto di più della luce rossa.
In atmosfera i fotoni corrispondenti al blu vengono diffusi quando l'onda attraversa il cielo, per questo motivo si può vedere la luce blu arrivare da tutte le regioni del cielo mentre gli altri fotoni derivano più direttamente dal sole.
A questo punto risulta naturale chiedersi il motivo per cui il cielo è blu anziché viola poiché, in accordo con la legge di Rayleigh e della dipendenza inversa con la quarta potenza della lunghezza d'onda, sarebbe naturale aspettarsi un cielo di questo colore. Uno dei fattori è dato dal fatto che l'occhio umano risulta essere più sensibile alla lunghezza d'onda corrispondente alla luce blu anziché a quella viola avendo dei fotorecettori che possiedono una sensibilità maggiore per questa tonalità. Inoltre la luce che proviene dal sole è composta da un maggior numero di fotoni della lunghezza d'onda del blu piuttosto che del viola. Il colore "celeste" deriva quindi dalla sovrapposizione dei colori che arrivano dal cielo, soprattutto viola, blu e, in parte minore, verde.
Curiosità:
tra gli artisti che hanno sfruttato questo fenomeno, anche se inconsciamente, si può nominare Claude Monet. Il pittore ha immortalato la cattedrale di Rouen nei vari momenti della giornata cercando di cogliere i diversi colori che si riflettevano sulla facciata nelle varie ore.
In particolare si può notare la presenza del colore blu tra le varie immagini.
La risposta risiede nel cosiddetto scattering di Rayleigh, fenomeno che consiste nella diffusione (senza perdita di energia) di un'onda luminosa ed è provocato da particelle piccole rispetto alla lunghezza d'onda (designata dalla lettera greca lambda, λ) della radiazione incidente.
Il fenomeno avviene quando la luce attraversa un mezzo sostanzialmente trasparente, soprattutto gas e liquidi In particolare avviene per le radiazioni che hanno una più bassa energia dell'intensità di legame dell'elettrone con l'atomo, questa condizione fa in modo che l'energia dei fotoni dei raggi incidenti non cambia. Poiché la diffusione è elastica, la radiazione diffusa ha la stessa frequenza e lunghezza d'onda e quindi la stessa energia di quella incidente.
Il motivo principale per cui il cielo appare di colore azzurro è quindi lo scattering di Rayleigh della lunghezza d'onda corrispondente al blu dello spettro della luce solare da parte delle molecole dell'aria.
L'elevata dipendenza della diffusione dall'inverso della lunghezza d'onda (in particolare dalla quarta potenza), implica che la luce blu viene diffusa molto di più della luce rossa.
In atmosfera i fotoni corrispondenti al blu vengono diffusi quando l'onda attraversa il cielo, per questo motivo si può vedere la luce blu arrivare da tutte le regioni del cielo mentre gli altri fotoni derivano più direttamente dal sole.
A questo punto risulta naturale chiedersi il motivo per cui il cielo è blu anziché viola poiché, in accordo con la legge di Rayleigh e della dipendenza inversa con la quarta potenza della lunghezza d'onda, sarebbe naturale aspettarsi un cielo di questo colore. Uno dei fattori è dato dal fatto che l'occhio umano risulta essere più sensibile alla lunghezza d'onda corrispondente alla luce blu anziché a quella viola avendo dei fotorecettori che possiedono una sensibilità maggiore per questa tonalità. Inoltre la luce che proviene dal sole è composta da un maggior numero di fotoni della lunghezza d'onda del blu piuttosto che del viola. Il colore "celeste" deriva quindi dalla sovrapposizione dei colori che arrivano dal cielo, soprattutto viola, blu e, in parte minore, verde.Curiosità:
tra gli artisti che hanno sfruttato questo fenomeno, anche se inconsciamente, si può nominare Claude Monet. Il pittore ha immortalato la cattedrale di Rouen nei vari momenti della giornata cercando di cogliere i diversi colori che si riflettevano sulla facciata nelle varie ore.In particolare si può notare la presenza del colore blu tra le varie immagini.
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